海底管道的設(shè)計(jì)通常按照通用規(guī)范進(jìn)行。一般考慮的主要因素有:選用的設(shè)計(jì)條件、規(guī)范和規(guī)定、管道路由、海底狀況、坐標(biāo)及接口、管道設(shè)計(jì)壽命、操作數(shù)據(jù)及條件、管道尺寸、環(huán)境數(shù)據(jù)、鋼管材料特性與外防腐涂層等。海底管道設(shè)計(jì)主要包括:管道尺寸和壁厚設(shè)計(jì)、工藝流程分析、管道穩(wěn)定性計(jì)算、膨脹位移設(shè)計(jì)、鋪設(shè)應(yīng)力計(jì)算、棄管與回收計(jì)算、立管設(shè)計(jì)、管道自由跨度分析及管道防腐設(shè)計(jì)等。
海底管道的管材選擇
海底管道的管材選擇,必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和海上鋪管的施工要求,但對(duì)海底管道的管材方式?jīng)]有特殊要求,如無(wú)縫鋼管,各種保護(hù)焊的直縫鋼管等均可以使用。在能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和安裝要求的前提下,同時(shí)要選用的管材。
海底管線(xiàn)一般都選用無(wú)縫鋼管(3),電阻焊直縫鋼管(./0)和直縫焊接鋼管(12.)。鋼管的嚴(yán)格按照美國(guó)石油學(xué)會(huì)(456)的45637
89!:規(guī)范。4563789!:規(guī)范,是為石油和天然氣工業(yè)提供用于輸氣、輸油和輸水的管子標(biāo)準(zhǔn)。該規(guī)范提供了各種鋼級(jí)的無(wú)縫鋼管和焊接鋼管,包括其工藝和材料、化學(xué)和物理性能要求、試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)尺寸等。規(guī)范中包含的鋼級(jí)有4%!、4、;、<&%、<!%、<!,、<,"、<,!、<="和<$",以及上列<&%和<&%以上更高鋼級(jí)的中間級(jí)。對(duì)各種鋼級(jí)的鋼管尺寸、重量和試驗(yàn)壓力,列有詳細(xì)的公制表和英制表。
在4563789!:規(guī)范中,鋼級(jí)代號(hào)4級(jí)和;級(jí)并不包含規(guī)定的zui小屈服強(qiáng)度。其它鋼級(jí)代號(hào),在字母4或<之后取規(guī)定的zui小屈服強(qiáng)度的前兩個(gè)數(shù)字,如4%!表示此級(jí)鋼管的zui小屈服強(qiáng)度為(=%>5?(%!"""7@))。<&%表示此級(jí)鋼管的zui小屈服強(qiáng)度為%$->5?(&%"""7@))。對(duì)于各種鋼級(jí)的鋼管機(jī)械性能,4563789!:中也都有相應(yīng)的要求。
柔性立管
在海洋石油工業(yè)中,除了選用鋼管外,還使用具有*優(yōu)點(diǎn)的柔性軟管。由于柔性軟管的結(jié)構(gòu)、加工、運(yùn)輸和安裝等方面的工藝技術(shù)日趨完善。因此,在海洋石油中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
柔性立管是柔性軟管中的一種主要用途。它使海底工程系統(tǒng)如海底底盤(pán)、水下井口、水下管匯、水下安全裝置等,與海面工程系統(tǒng)如平臺(tái)、油輪等連成一個(gè)整體系統(tǒng)。
與剛性立管相比,柔性立管有以下優(yōu)點(diǎn):
#盡管柔性立管的建設(shè)投資高于剛性立管,但柔性立管在惡劣海況下不會(huì)影響,并能維持連續(xù)的要求;
&安裝便利、快速,能在船前、船后或船的任何其它部分與水下設(shè)備連接;此外,還便于分階段安裝和擴(kuò)建;
立管與船體間的撞擊輕微;抗腐蝕能力強(qiáng)。
柔性立管的結(jié)構(gòu)柔性立管是由鋼材與塑性材料兩部分組成,其鋼材部分提供機(jī)械強(qiáng)度,而塑性材料部分起防漏作用。
外層熱塑料層:其作用是防止金屬層結(jié)構(gòu)受到外部腐蝕和磨損,以及粘合基本的張力條。
雙層斜拉鎧裝層:此層通常是由扁平鋼絲做成。它主要用于防止管子在裝卸時(shí)發(fā)生張力變形,抵抗軸向載荷及內(nèi)壓力。
’中間熱塑料層:其作用是當(dāng)外殼層受到損壞時(shí)防止內(nèi)部殼層擠毀。
內(nèi)熱塑料層:其作用是使管子密封,抗內(nèi)磨損、內(nèi)腐蝕。
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